DE69004438T2

DE69004438T2 - HEATING WITH SHIFT IN CONTINUOUS CELLULAR COOKERS.

Info

Publication number: DE69004438T2
Application number: DE90914988T
Authority: DE
Inventors: Bertil Fagerlund
Original assignee: Beloit Technologies Inc
Current assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2010-09-26
Also published as: CN1050579A; JPH05503739A; JPH0674557B2; FI921373A0; KR920703920A; DE69004438D1; EP0502852B1; NO179016B; EP0502852A1; NO920630D0; CN1021980C; CA2066181C; KR0171423B1; WO1991005103A2; CA2066181A1; FI921373A; WO1991005103A3; ES2045948T3; NO920630L; NO179016C

Description

TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Vorrichtungen und Verfahren für das Fasern freisetzende Aufschließen von kontinuierlich zugeführtem, zerkleinertem Cellulosefasermaterial durch Kochlauge und anschließende Waschen des freigesetzten Fasermaterials. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren, bei denen Ablauge zum Erwärmen der Schnitzel benutzt wird, um Einsparungen an thermischer Energie zu erzielen und um Kochen mit hoher Sulfidität ohne Änderungen an der gesamten Sulfidbilanz des Systems zu bewirken und einen Zellstoff zu erzielen, der verbesserte mechanische Eigenschaften hat, die Zellstoffausbeute zu verbessern und eine ausgedehnte Entlignifizierung zu erzielen.The present invention relates to improvements in apparatus and methods for the fiber-releasing pulping of continuously fed shredded cellulosic fiber material by cooking liquor and subsequent washing of the released fiber material. In particular, the invention relates to an improved apparatus and method in which spent liquor is used to heat the chips to achieve thermal energy savings and to effect high sulfidity cooking without changes to the overall sulfide balance of the system and to achieve a pulp having improved mechanical properties, improving pulp yield and achieving extensive delignification.

STATE OF THE ART

Beim Herstellen von chemischen Zellstoffen ist es üblich geworden, Kochlaugen zu benutzen, die verschiedene Kochchemikalien enthalten, um die Zellstoffasern freizusetzen. Der sogenannte Kraft- oder Sulfatzellstoff wird hergestellt, indem das rohe zerschnitzelte Holz in einer Lauge gekocht wird, wobei Materialien wie Natriumhydroxid und Natriumsulfid als die wesentlichen Chemikalien zum Freisetzen von Fasern dienen. Der sogenannte Natronzellstoff leitet seinen Namen von der Ätznatron enthaltenden Kochlauge ab, die hergestellt wird, nämlich einer Lauge, die hauptsächlich Ätznatron als aktive Aufschlußchemikalie enthält. Es gibt Modifikationen dieser Prozesse, die auf der Verwendung von Laugen basieren, welche Ätznatron und Natriumsulfit enthalten oder Ätznatron und Natriumsulfid enthalten. Alle diese Prozesse werden jedoch in bezug auf das Kochen ähnlich durchgeführt, das mit einer Menge an Lauge über einer Zeitspanne vorgenommen wird und die Zufuhr von Wärme erfordert, um den Prozeß auf der richtigen Kochtemperatur zu halten, die etwa 170 ºC beträgt.In the manufacture of chemical pulps, it has become common to use cooking liquors containing various cooking chemicals to release the pulp fibers. So-called kraft or sulfate pulp is produced by cooking the raw chipped wood in a liquor, with materials such as sodium hydroxide and sodium sulfide serving as the essential chemicals for releasing fibers. So-called soda pulp derives its name from the caustic cooking liquor that is produced, namely a liquor containing primarily caustic soda as the active pulping chemical. There are modifications of these processes based on the use of liquors containing caustic soda and sodium sulfite or containing caustic soda and sodium sulfide. However, all of these processes are similar in terms of cooking. which is carried out with a quantity of lye over a period of time and requires the addition of heat to maintain the process at the correct cooking temperature, which is approximately 170 ºC.

Zwei grundlegende Prozesse sind benutzt worden, um das Kochen der Schnitzel vorzunehmen. Der erste ist das Chargenkochen, bei dem die Schnitzel in einen Aufschließer eingebracht werden, Lauge hinzugefügt wird, die Temperatur und der Druck erhöht werden, und die "Charge" auf der erhöhten Temperatur und dem erhöhten Druck gehalten wird, um die gewünschte Stufe der Entlignifizierung zu erreichen. Der Aufschließer wird dann geleert, und eine anschließende Füllung wird für eine weitere Charge begonnen. Beim kontinuierlichen Aufschließen, dem zweiten grundlegenden Prozeß, bewegt sich eine Schnitzelsäule kontinuierlich durch den Aufschließer, durch den heiße Lauge hindurchzirkuliert. Die Prozeßbedingungen werden so gesteuert, daß die gewünschte Stufe der Entlignifizierung erreicht ist, wenn die Chips aus dem Aufschließer ausströmen.Two basic processes have been used to accomplish the cooking of chips. The first is batch cooking, in which chips are placed in a pulper, brine is added, the temperature and pressure are increased, and the "batch" is maintained at the elevated temperature and pressure to achieve the desired level of delignification. The pulper is then emptied and a subsequent fill is started for another batch. In continuous pulping, the second basic process, a column of chips moves continuously through the pulper with hot brine circulating through it. The process conditions are controlled so that the desired level of delignification is achieved when the chips exit the pulper.

Verschieden Fortschritte sind bei Chargenkochprozessen gemacht worden, bei denen Ablauge oder Schwarzlauge beim Übertragen von Wärme auf die Schnitzel benutzt wird, wirksame Wärmeeinsparungsprozesse zum kontinuierlichen Kochen sind aber nicht bis zu einer fortgeschrittenen Stufe entwickelt worden, um eine maximale Wärmeenergieeinsparung zu erzielen.Some progress has been made in batch cooking processes using spent liquor or black liquor in transferring heat to the chips, but effective heat conservation processes for continuous cooking have not been developed to an advanced level to achieve maximum heat energy conservation.

In herkömmlichen kontinuierlichen Aufschließern wird der Ablauge gestattet, schnell zu verdampfen, und es wird Dampf erzeugt. Der Dampf wird normalerweise benutzt, um die Schnitzel mit Dampf vorzubehandeln und heißes Wasser zu erzeugen. Die Wärme und die Kochchemikalien könnten wirksamer ausgenutzt werden, wenn die Ablaugen benutzt würden, um die Schnitzel vorzuwärmen und vorzukonditionieren und die Kochchemikalien wie Weißlauge in Kraftprozessen, die an dem Prozeß beteiligt ist, vorzuwärmen.In conventional continuous digesters, the spent liquor is allowed to evaporate rapidly and steam is generated. The steam is normally used to pre-steam the chips and to generate hot water. The heat and cooking chemicals could be used more effectively if the spent liquors were used to preheat and precondition the chips and to preheat the cooking chemicals such as white liquor in kraft processes involved in the process.

SUMMARY OF THE INVENTION

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kochprozeß mit kontinuierlichem Aufschluß zu schaffen, bei dem eine verbesserte Einsparung an Wärmeenergie erfolgt.It is therefore an object of the present invention to provide a cooking process with continuous digestion in which improved savings in heat energy are achieved.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen kontinuierlichen Aufschlußprozeß zu schaffen, bei dem die verbrauchten Kochlaugen und die Weißlaugen auf eine besondere Weise benutzt werden, so daß eine Einsparung an thermischer Energie erzielt wird und eine Verbesserung in den resultierenden Qualitäten des Zellstoffes, der produziert wird, bewirkt wird.A further object of the invention is to provide a continuous pulping process in which the spent cooking liquors and the white liquors are used in a special way so as to achieve a saving in thermal energy and to bring about an improvement in the resulting qualities of the pulp produced.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Prozeß zu schaffen zum Erzielen von Kochen mit hoher Sulfidität ohne nenneswerte Änderungen an der gesamten Sulfidbilanz des Kochsystems und zum Erzielen von ausgedehnter Entlignifizierung in einem kontinuierlichen Aufschließsystem, während die Zellstoffausbeute gegenüber existierenden kontinuierlichen Aufschließsystemen verbessert wird.Yet another object of the present invention is to provide a process for achieving high sulfidity cooking without significant changes to the overall sulfide balance of the cooking system and for achieving extensive delignification in a continuous pulping system while improving pulp yield over existing continuous pulping systems.

Ein Merkmal der Erfindung ist die Schaffung eines kontinuierlichen Aufschließprozesses, bei dem mehrere Behälter der Reihe nach benutzt werden, wobei der erste Behälter vorkonditionierte Schnitzel empfängt und die Schnitzel in dem ersten Behälter mit einer Schwarzlauge niedriger Temperatur vorimprägniert und erwärmt werden. Weiteres Erwärmen der Schnitzel erfolgt mit Laugen höherer Temperatur in dem zweiten und in den anschließenden Behältern, und, nachdem die Schnitzel auf die gewünschte erhöhte Temperatur gebracht worden sind, wird eine Weißlauge durch die Schnitzel mit der Aufschließtemperatur und dem Aufschließdruck hindurchgeleitet. Die Schnitzel werden aus dem letzten der Vorimprägnierungsbehälter dem Aufschließer zum Kochen kontinuierlich zugeführt. Die gekochten entlignifizierten Schnitzel werden als Zellstoff dem unteren Ende des Aufschließers entnommen und dem abschließenden Waschen zugeführt. Die Waschlauge aus dem Wascher wird in zwei oder mehr als zwei Stufen benutzt, um die freie Lauge und die Lauge innerhalb der Schnitzel aus dem Aufschließer zu verdrängen.A feature of the invention is the provision of a continuous pulping process in which a plurality of vessels are used in sequence, the first vessel receiving preconditioned chips, and the chips are pre-impregnated and heated in the first vessel with a low temperature black liquor. Further heating of the chips is carried out with higher temperature liquors in the second and subsequent vessels, and after the chips have been brought to the desired elevated temperature, a white liquor is passed through the chips at the pulping temperature and pressure. The chips are continuously fed from the last of the pre-impregnation vessels to the pulper for cooking. The cooked delignified Chips are removed as pulp from the bottom of the pulper and fed to the final washing. The wash liquor from the washer is used in two or more than two stages to displace the free liquor and the liquor within the chips from the pulper.

Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird die heiße Ablauge benutzt, um die ankommenden Materialien für den kontinuierlichen Aufschließer zu erwärmen. Die Ablauge, die aus dem Aufschließer entnommen worden ist, wird in Druckgefäßen im wesentlichen auf Aufschließertemperatur gesammelt. Laugen niedrigerer Temperatur aus den letzten Verdrängungsstufen werden ebenfalls gesammelt. Die ankommenden Schnitzel werden zuerst mit den Laugen niedrigerer Temperatur und dann mit den Laugen höherer Temperatur beaufschlagt. Die Weißlauge wird in einem Wärmetauscher vorgewärmt, in welchem ein Teil von heißer Ablauge benutzt wird. Die Weißlauge kann in einem Sammler für heiße Weißlauge aufbewahrt werden, wogegen die heiße Ablauge, nachdem sie ihre Energie an die Weißlauge abgegeben hat, in den Niedertemperatursammler geht.According to the principles of the present invention, the hot spent liquor is used to heat the incoming materials for the continuous digester. The spent liquor removed from the digester is collected in pressure vessels at substantially digester temperature. Lower temperature liquors from the last displacement stages are also collected. The incoming chips are first treated with the lower temperature liquors and then with the higher temperature liquors. The white liquor is preheated in a heat exchanger which uses a portion of the hot spent liquor. The white liquor can be stored in a hot white liquor collector, whereas the hot spent liquor, after it has given up its energy to the white liquor, goes to the low temperature collector.

Der Prozeß kann praktisch ausgeführt werden, indem eine erste Anfangskammer oder ein erstes Anfangsgefäß benutzt wird, das durch einen Schraubenförderer versorgt wird, der die Schnitzel abwärts preßt. Das Gefäß kann mit einem Extraktionssieb am oberen Ende und mit einem Rezirkulationssieb weiter unten in dem Gefäß benutzt werden, wobei die recycelte Lauge durch ein zentrales Rohr fließt, das auf der Siebhöhe endet. Lauge niedriger Temperatur wird aus einem Niedertemperaturtank einer Umwälzpumpe zugeführt, und die Lauge wird gleichmäßig über dem Gefäßguerschnitt verteilt. Durch Extrahieren von Lauge von dem oberen Sieb fließt ein Teil der zugesetzten Lauge auf einem Weg im Gegenstrom zu der Bewegung der Schnitzel, wodurch die Wärme und restliche Chemikalien in der Lauge auf die Schnitzel übertragen werden. Die Zeitdauer, während der die Schnitzel in dieser Zone sind, und die Laugendurchflußleistung werden die Effizienz der Wärmeübertragung bestimmen. Die Menge an Lauge, die an dem oberen Sieb extrahiert wird, ist eine Menge, die allgemein der Weißlaugecharge, der Holzfeuchtigkeit und dem Verdünnungsfaktor entspricht. Die extrahierte Lauge geht zu den Verdampfern. Der übrige Teil der Lauge geht mit den Schnitzeln in der Kammer abwärts.The process can be practically carried out by using a first initial chamber or vessel fed by a screw conveyor which forces the chips downwards. The vessel can be used with an extraction screen at the top and with a recirculation screen further down the vessel, with the recycled liquor flowing through a central pipe terminating at the screen level. Low temperature liquor is fed from a low temperature tank to a recirculation pump and the liquor is evenly distributed over the cross-section of the vessel. By extracting liquor from the top screen, a portion of the added liquor flows along a path countercurrent to the movement of the chips, thereby transferring the heat and residual chemicals in the liquor to the chips. The length of time during which the chips in this zone and the liquor flow rate will determine the efficiency of heat transfer. The amount of liquor extracted at the top screen is an amount generally corresponding to the white liquor charge, wood moisture and dilution factor. The extracted liquor goes to the evaporators. The remaining part of the liquor goes down the chamber with the chips.

Die Behandlung mit heißer Ablauge findet in einem Gefäß prinzipiell bei Aufschließerdruck statt. Vorzugsweise ist dieses Hochdruckgefäß unter dem ersten Gefäß angeordnet, und die Übertragung von Material erfolgt unter Verwendung eines Hochdruckförderers. Die Anordnung für den Wärmeaustausch ist im Prinzip im wesentlichen dieselbe wie in dem ersten Gefäß niedrigerer Temperatur. Die heiße Ablauge wird in einen Rezirkulationskreis eingeleitet, und ein Teil der Lauge fließt im Gegenstrom zu den Schnitzeln und wird von einem oberen Sieb entnommen. Somit wird die Lauge niedriger Temperatur verdrängt und durch heiße Ablauge ersetzt. Die Lauge niedriger Temperatur, die das obere Sieb verläßt, wird zurück in den Niedertemperaturtank gefördert.The hot waste liquor treatment takes place in a vessel, principally at digester pressure. Preferably, this high pressure vessel is located below the first vessel, and the transfer of material is carried out using a high pressure conveyor. The arrangement for heat exchange is in principle essentially the same as in the first lower temperature vessel. The hot waste liquor is introduced into a recirculation circuit and part of the liquor flows countercurrently to the chips and is removed from an upper screen. Thus, the low temperature liquor is displaced and replaced by hot waste liquor. The low temperature liquor leaving the upper screen is conveyed back to the low temperature tank.

Ein Teil der heißen Ablauge wird benutzt, um die Weißlauge vorzuwärmen, die in das untere Ende des Hochdruckgefäßes eingeleitet wird. Falls eine mechanische Vorrichtung benutzt wird, um die Schnitzel aus dem Hochdruckgefäß hinauszufördern, sollte Weißlauge hinter dieser mechanischen Vorrichtung zugesetzt werden, um eine Zellstoffverschlechterung zu vermeiden. Das kann erfolgen, indem ein Gefäß benutzt wird, welches einen Teil des kontinuierlichen Aufschließers bildet und in die Aufschließvorrichtung selbst integriert ist.A portion of the hot spent liquor is used to preheat the white liquor which is fed into the lower end of the high pressure vessel. If a mechanical device is used to convey the chips out of the high pressure vessel, white liquor should be added downstream of this mechanical device to avoid pulp deterioration. This can be done by using a vessel which forms part of the continuous pulper and is integrated into the pulper itself.

Andere Ziele, Vorteile und Merkmale werden aus der Lehre der Prinzipien der Erfindung in Verbindung mit der Offenbarung der bevorzugten Ausführungsformen derselben in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen deutlicher werden, in welchen:Other objects, advantages and features will become more apparent from the teaching of the principles of the invention in conjunction with the disclosure of the preferred embodiments thereof in the specification, claims and drawings in which:

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung eines Prozesses zum Arbeiten gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.Figure 1 is a schematic drawing of a process for operating according to the principles of the present invention.

Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung einer Modifizierung des in Fig. 1 gezeigten Prozesses, wobei das Hochdruckvorimprägnierungsgefäß einen Teil des kontinuierlichen Aufschließers bildet.Fig. 2 is a schematic drawing of a modification of the process shown in Fig. 1, wherein the high pressure pre-impregnation vessel forms part of the continuous digester.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 werden Holzschnitzel einer ersten Kammer oder einem ersten Behälter 10 durch eine Schneckenfördervorrichtung 11 zugeführt. Die Schnitzel können vorkonditioniert werden, z.B. durch Erhitzen durch Dampf in einem Versorgungsbehälter 12.As shown in Fig. 1, wood chips are fed into a first chamber or container 10 by a screw conveyor 11. The chips may be preconditioned, e.g. by heating by steam in a supply container 12.

In dem ersten Behälter, bei welchem es sich um einen Warmlaugenvorimprägnierer handelt, erfolgt das Vorwärmen durch eine Zufuhr von Schwarzlauge niedriger Temperatur, die aus einem Niedertemperaturschwarzlaugentank 13 über eine Versorgungsleitung 14 zugeführt wird. Die Schwarzlauge wird durch die Schnitzel mittels einer Rezirkulationsvorrichtung hindurchgeleitet, die eine Rezirkulationsleitung 15 und eine Umwälzpumpe 16 aufweist.In the first vessel, which is a warm liquor pre-impregnator, preheating is carried out by a supply of low temperature black liquor, which is supplied from a low temperature black liquor tank 13 via a supply line 14. The black liquor is passed through the chips by means of a recirculation device which has a recirculation line 15 and a circulation pump 16.

Überschüssige Schwarzlauge wird, nachdem sie ihre Wärmeenergie und restlichen Chemicalien abgegeben hat, in der Nähe des oberen Endes der Kammer 10 über eine Leitung 17 entfernt, die durch ein Ventil 18 gesteuert wird, um in einen Verdampfer 19 zu strömen, wo die Schwarzlauge auf eine Weise nachbearbeitet und zurückgewonnen wird, die dem einschlägigen Fachmann bekannt und verständlich ist. Siebe 10a und 10b sind für die Laugenauslässe zu dem Verdampfer 19 bzw. der Rezirkulationsleitung 15 vorgesehen.Excess black liquor, after having given up its thermal energy and residual chemicals, is removed near the top of the chamber 10 via a line 17 controlled by a valve 18 to flow into an evaporator 19 where the black liquor is reprocessed and recovered in a manner known and understood by those skilled in the art. Screens 10a and 10b are provided for the liquor outlets to the evaporator. 19 or the recirculation line 15.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Prozeß werden vorgewärmte Holzschnitzel unter Druck abwärts zu einem zweiten Behälter 21 gefördert, der ein Heißlaugenvorimprägnierer ist, in welchem die Holzschnitzel für eine vorbestimmte Zeit mit einer höheren Temperatur und einem höheren Druck als in dem ersten Behälter mit Lauge beaufschlagt werden. Zum Fördern der Holzschnitzel zu dem zweiten Behälter 21 wird eine Vorrichtung wie ein Drehförderschieber 20 benutzt. Solche Schieber sind dem einschlägigen Fachmann bekannt und werden hier nicht weiter beschrieben.In the process shown in Fig. 1, preheated wood chips are conveyed downwards under pressure to a second container 21, which is a hot liquor pre-impregnator in which the wood chips are exposed to liquor for a predetermined time at a higher temperature and a higher pressure than in the first container. A device such as a rotary conveyor slide 20 is used to convey the wood chips to the second container 21. Such slides are known to those skilled in the art and are not described further here.

Zum Vorwärmen der Schnitzel in dem Heißlaugenvorimprägnierer, um die Aufschlußtemperatur zu erreichen, wird heiße Schwarzlauge dem zweiten Behälter durch eine Leitung 23 zugeführt, die heiße Schwarzlauge aus einem Heißschwarzlaugentank 22 empfängt, welche durch eine Druckpumpe 22a gefördert wird. Die heiße Schwarzlauge wird durch die sich bewegenden Schnitzel durch eine Rezirkulationsleitung 24 umgewälzt, wobei die Lauge durch eine Pumpe 24a gefördert wird. Ein Teil der Lauge wird über eine Leitung 24b entfernt, die durch ein Ventil 24c gesteuert wird, um zurück zu dem Niedertemperaturschwarzlaugentank 13 gefördert zu werden, vorzugsweise stromaufwärts einer Förderpumpe 13a, die die Niedertemperaturschwarzlauge zu dem ersten Behälter 10 pumpt.To preheat the chips in the hot liquor pre-impregnator to reach the digestion temperature, hot black liquor is fed to the second vessel through a line 23 that receives hot black liquor from a hot black liquor tank 22 that is pumped by a pressure pump 22a. The hot black liquor is circulated by the moving chips through a recirculation line 24 with the liquor being pumped by a pump 24a. A portion of the liquor is removed via a line 24b controlled by a valve 24c to be pumped back to the low temperature black liquor tank 13, preferably upstream of a feed pump 13a that pumps the low temperature black liquor to the first vessel 10.

In dem zweiten Behälter 21 sind Siebe 21a, 21b und 21c angeordnet, die das Entfernen der Lauge gestatten, wobei das Sieb 21a das Entfernen der überschüssigen Schwarzlauge über die Leitung 24b erleichtert und wobei die Siebe 21b und 21c die Rezirkulation der Hochtemperaturschwarzlauge auf zwei Rezirkulationswegen erleichtern.In the second tank 21, screens 21a, 21b and 21c are arranged which allow the removal of the liquor, with the screen 21a facilitating the removal of the excess black liquor via the line 24b and the screens 21b and 21c facilitating the recirculation of the high temperature black liquor on two recirculation paths.

Für den Aufschlußprozeß wird Weißlauge dem zweiten Behälter 21 über eine Leitung 25 zugeführt. Alternativ kann die Weißlauge über eine Leitung 25a zugeführt werden, die in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, wenn die Schnitzel den zweiten Behälter verlassen.For the digestion process, white liquor is fed to the second container 21 via a line 25. Alternatively, the white liquor can be fed via a line 25a, which is Fig. 1 is shown by a dashed line when the chips leave the second container.

Die Weißlauge wird aus einem Hochtemperaturweißlaugentank 27 entnommen, von wo aus sie durch eine Pumpe 27a gefördert wird. Die Weißlauge wird, bevor sie den zweiten Behälter 21 zugeführt wird, in einem Wärmetauscher 28 vorgewärmt, wobei die Weißlauge dem Wärmetauscher aus einer nicht dargestellten Versorgungsquelle und einer Versorgungsleitung 29 zugeführt wird. Der Wärmetauscher wird durch heiße Schwarzlauge erhitzt, die über eine Leitung 30 zugeführt wird, welche von dem Hochtemperaturschwarzlaugentank 22 herführt, und nach dem Hindurchgang durch den Wärmetauscher fließt die Schwarzlauge durch eine Leitung 31 zu dem Niedertemperaturschwarzlaugentank 13.The white liquor is taken from a high temperature white liquor tank 27 from where it is pumped by a pump 27a. The white liquor is preheated in a heat exchanger 28 before being fed to the second vessel 21, the white liquor being fed to the heat exchanger from a supply source not shown and a supply line 29. The heat exchanger is heated by hot black liquor fed via a line 30 leading from the high temperature black liquor tank 22 and after passing through the heat exchanger the black liquor flows through a line 31 to the low temperature black liquor tank 13.

Die vorimprägnierten Schnitzel und die Kochlauge verlassen das untere Ende des zweiten Behälters 21 über eine Aus laß leitung 32, die das untere Ende des zweiten Behälters 21 mit dem oberen Ende des Aufschließers 33 verbindet. Kochlauge wird an dem oberen Ende des Aufschließers durch eine Leitung 34, die eine Rezirkulationspumpe 34a hat, und ein Extraktionssieb 34b darin umgewälzt. Die Temperatureinstellung der Kochlauge kann mit einem Trimmwärmetauscher 34c erreicht werden, der durch Dampf aus einer Dampfquelle 34d erhitzt wird. Ein Teil der Kochlauge wird aus dem Aufschließer über eine Leitung 38 durch eine Pumpe 38a entfernt und über eine Leitung 39 zu der Stelle gefördert, wo die Schnitzel den zweiten Behälter verlassen. Diese rezirkulierte Kochlauge verdünnt die Schnitzel und die Lauge, welche den zweiten Behälter verlassen, weiter, um den Transport der Schnitzel zu dem Aufschließer zu erleichtern.The pre-impregnated chips and cooking liquor exit the lower end of the second vessel 21 via an outlet line 32 connecting the lower end of the second vessel 21 to the upper end of the digester 33. Cooking liquor is circulated at the upper end of the digester through a line 34 having a recirculation pump 34a and an extraction screen 34b therein. Temperature adjustment of the cooking liquor can be achieved with a trim heat exchanger 34c heated by steam from a steam source 34d. A portion of the cooking liquor is removed from the digester via a line 38 by a pump 38a and conveyed via a line 39 to the point where the chips exit the second vessel. This recirculated cooking liquor further dilutes the chips and liquor leaving the second vessel to facilitate the transport of the chips to the digester.

In dem Aufschließer 33 bewegen sich die Schnitzel kontinuierlich abwärts und werden bis zu dem gewünschten Grad der Entlignifizierung gekocht. Eine Rezirkulation erfolgt über eine Extraktionsleitung 35, ein Extraktionssieb 35a, eine Rezirkulationsleitung 36 und eine Pumpe 36a. Ein Teil der rezirkulierten Lauge wird in den Heißlaugentank 22 geleitet, und zwar gesteuert durch eine Ventil 36b.In the digester 33, the chips move continuously downwards and are cooked to the desired degree of delignification. Recirculation takes place via an extraction line 35, an extraction screen 35a, a recirculation line 36 and a pump 36a. Part of the The recirculated liquor is fed into the hot liquor tank 22, controlled by a valve 36b.

In dem unteren Teil des Aufschließers wird Wascherfiltrat aus einer Leitung 50 in einem Kreis 52 durch eine Pumpe 54 umgewälzt, um Temperatur- und Ablaugekonzentrationsgradienten zu eliminieren. Das Filtrat wird zwischen einem Extraktionssieb 56 und der Pumpe 54 zugesetzt, so daß das extrahierte Laugenvolumen kleiner als die Strömung in den Aufschließer über den Kreis 52 ist, was eine Aufwärtsströmung von Filtrat in dem unteren Ende des Aufschließers bewirkt. Ein zweiter Rezirkulationskreis 60, der eine Pumpe 62 enthält, ist vorgesehen, um einen Teil des aufwärts strömenden Filtrats an einem Extraktionssieb 64 zusammen mit verbleibender heißer Lauge zu extrahieren. Ein Teil des extrahierten Filtrats und der Lauge wird über eine Leitung 66, die durch ein Ventil 68 gesteuert wird, in den Niedertemperaturtank 13 geleitet.In the lower part of the digester, washer filtrate from a line 50 is recirculated in a circuit 52 by a pump 54 to eliminate temperature and waste liquor concentration gradients. The filtrate is added between an extraction screen 56 and the pump 54 so that the extracted liquor volume is less than the flow into the digester via the circuit 52, causing an upward flow of filtrate in the lower end of the digester. A second recirculation circuit 60 containing a pump 62 is provided to extract a portion of the upward flowing filtrate at an extraction screen 64 together with remaining hot liquor. A portion of the extracted filtrate and liquor is passed to the low temperature tank 13 via a line 66 controlled by a valve 68.

Eine Blasleitung 80 ist vorgesehen zum Entfernen von Zellstoff aus dem Aufschließer zu einem Wascher. Die Art und Weise, auf die der Zellstoff aus dem Aufschließer entfernt wird, einschließlich irgendeiner sekundären Verdünnung, ist auf dem Gebiet der kontinuierlichen Aufschließer bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben.A blow line 80 is provided for removing pulp from the pulper to a washer. The manner in which the pulp is removed from the pulper, including any secondary dilution, is well known in the art of continuous pulpers and will not be further described here.

Im Betrieb wird vorkonditionierter Zellstoff über einen Schneckenförderer 11 in einen ersten Schnitzelvorwärmbehälter 10 gefördert, wo er durch Schwarzlauge niedriger Temperatur erwärmt wird, die einem Niedertemperaturschwarzlaugentank 13 entnommen wird. Die vorgewärmten Schnitzel bewegen sich abwärts durch einen Drehförderschieber 20 zu einer zweiten Kammer 21, wo die Schnitzel durch Schwarzlauge hoher Temperatur, die einem Hochtemperaturschwarzlaugentank 22 entnommen wird, weiter vorgewärmt werden.In operation, preconditioned pulp is conveyed via a screw conveyor 11 into a first chip preheating vessel 10 where it is heated by low temperature black liquor taken from a low temperature black liquor tank 13. The preheated chips move downward through a rotary conveyor gate 20 to a second chamber 21 where the chips are further preheated by high temperature black liquor taken from a high temperature black liquor tank 22.

Die Schwarzlaugen hoher Temperatur und niedriger Temperatur stammen aus dem Zellstoffwascher, wobei die Lauge hoher Temperatur auch zum Erwärmen der Weißlauge durch den Wärmetauscher 28 benutzt wird. Die Weißlauge, die durch das Sieb 21c aus einer Weißlaugenzufuhrleitung 25 gefördert wird, wird den Schnitzeln zugesetzt, bevor die Schnitzel in den Aufschließer 33 eintreten.The high temperature and low temperature black liquors come from the pulp washer, with the high temperature liquor temperature is also used to heat the white liquor by the heat exchanger 28. The white liquor, which is conveyed through the screen 21c from a white liquor supply line 25, is added to the chips before the chips enter the digester 33.

In dem Aufschließer erfolgt die Entlignifizierung, wenn sich die Schnitzelsäule und die Lauge abwärts bewegen. Das Volumen des Filtrats, das über die Versorgungsleitung 50 zugesetzt wird, sollte ausreichend sein, um die freie heiße Schwarzlauge, die durch das Sieb 35a extrahiert wird, und die warme Lauge, die durch das Sieb 64 extrahiert wird, zu verdrängen. Der gegenläufige Strom von Lauge in dem Bereich zwischen dem Sieb 35a und dem Sieb 64 und zwischen 64 und dem Sieb 56 erzeugt einen Zustand, in welchem Lauge, die durch die Schnitzel festgehalten wird, verdrängt und entfernt wird, so daß die Schnitzel, welche über die Blasleitung 80 austreten, im wesentlichen frei von Kochlauge sind.In the digester, delignification occurs as the chip column and liquor move downward. The volume of filtrate added via supply line 50 should be sufficient to displace the free hot black liquor extracted through screen 35a and the warm liquor extracted through screen 64. The countercurrent flow of liquor in the region between screen 35a and screen 64 and between 64 and screen 56 creates a condition in which liquor trapped by the chips is displaced and removed so that the chips exiting via blow line 80 are substantially free of cooking liquor.

Das Gebiet der gegenläufigen Strömung zwischen dem Sieb 64 und dem Sieb 35a sollte ausreichend lang sein, damit das Filtrat durch die Schnitzel im wesentlichen auf Kochtemperatur erwärmt wird und damit die Lauge und das Filtrat, die über die Leitung 35a entfernt werden, auf oder nahe der Kochtemperatur sind.The region of countercurrent flow between screen 64 and screen 35a should be sufficiently long so that the filtrate is heated by the chips substantially to cooking temperature and so that the liquor and filtrate removed via line 35a are at or near cooking temperature.

Es ist bekannt, daß Sulfidionen in Kochlaugen, die durch die Schnitzel vor dem Kochen absorbiert werden, aus den Holzschnitzeln später in dem Kochprozeß freigesetzt werden, so daß ungefähr 90 Prozent des Sulfids in den Ablaugen zurückbleiben. Es ist für die Kochselektivität kritisch, die Schnitzel mit Sulfid vor der Hauptentlignifizierung vorzukonditionieren. Bei der vorliegenden Erfindung enthält die Lauge, die das obere Ende der ersten Kammer verläßt, im wesentlichen dieselbe Menge an Sulfid wie herkömmliche Ablaugen, die der Verdampfung zugeführt werden. Die Sulfidkonzentration in dem Niedertemperaturtank ist sogar höher als diejenige, die aus der ersten Kammer kommt, und die Sulfidkonzentration in dem Heißschwarzlaugentank ist sogar höher. Diese Konzentrationen ergeben in Kombination mit den erhöhten Temperaturen eine effiziente Vorkonditionierung der Holzschnitzel mit Sulfid vor dem Kochen.It is known that sulfide ions in cooking liquors absorbed by the chips prior to cooking are released from the wood chips later in the cooking process, leaving approximately 90 percent of the sulfide in the spent liquors. It is critical for cooking selectivity to precondition the chips with sulfide prior to the main delignification. In the present invention, the liquor leaving the top of the first chamber contains essentially the same amount of sulfide as conventional spent liquors sent for evaporation. The sulfide concentration in the low temperature tank is even higher than that coming from the first chamber, and the sulfide concentration in the hot black liquor tank is even higher. These concentrations, in combination with the increased temperatures, result in efficient preconditioning of the wood chips with sulphide before cooking.

Es sollte beachtet werden, daß die verschiedenen Komponenten des vorliegenden Prozesses anders angeordnet werden können, um die gewünschte Vorimprägnierung und Vorwärmung mit geeigneter Rezirkulation zu erzielen. Zusätzliche Vorimprägnierungsbehälter können benutzt werden, die so wie in Fig. 1 angeschlossen sind, oder durch andere geeignete Maßnahmen. Der Prozeß mit zwei Behältern, der beschrieben worden ist, kann auch anders ausgebildet sein. Als Beispiel zeigt Fig. 2 in schematischem Format einen Prozeß, bei dem die zweite Kammer 21 an den Aufschließer angrenzt. Entsprechende Teile des Prozesses, der in Fig. 2 gezeigt ist, sind ähnlich wie in Fig. 1 numeriert worden. Somit sind die verschiedenen Extraktionssiebe, Rezirkulationskreise, Pumpen und dgl. sowohl für den Hochdruckvorimprägnierungsprozeß als auch für den abschließenden Aufschließprozeß in dem kombinierten Vorimprägnierungs- und Aufschließgefäß enthalten.It should be noted that the various components of the present process may be arranged differently to achieve the desired pre-impregnation and pre-heating with appropriate recirculation. Additional pre-impregnation vessels may be used, connected as in Fig. 1, or by other suitable means. The two vessel process described may also be arranged differently. As an example, Fig. 2 shows in schematic format a process in which the second chamber 21 is adjacent to the digester. Corresponding parts of the process shown in Fig. 2 have been numbered similarly to Fig. 1. Thus, the various extraction screens, recirculation circuits, pumps, and the like for both the high pressure pre-impregnation process and the final digestion process are contained in the combined pre-impregnation and digestion vessel.

Es ist somit zu erkennen, daß ich ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für einen kontinuierlichen Aufschließprozeß geschaffen habe, mit dem die oben angegebenen Ziele und Vorteile erreicht werden.It will thus be seen that I have created an improved method and apparatus for a continuous pulping process which achieves the above-stated objects and advantages.

Claims

1. A pulping device for releasing cellulose fiber material for paper pulp using cooking liquor at a high pressure and a high temperature in a continuous process, comprising in combination:

a first chamber (10);

a conveying device (11) for conveying cellulose wood chips into the first chamber (10);

a low temperature liquor tank (13) connected to the first chamber (10) for passing low temperature black liquor through the chips in the first chamber (10) for exchanging heat energy to increase the temperature of the chips and to transfer residual chemicals to the chips;

a second chamber (21) connected to receive chips preheated by the low-temperature liquor from the first chamber (10);

a conveying device (20) connected between the chambers (10, 21) for conveying the chips into the second chamber (21);

a high temperature liquor tank (22) connected to the second chamber (21) for passing high temperature black liquor through the chips for the exchange of thermal energy to bring the temperature of the chips close to the digestion temperature and to transfer residual chemicals to the chips;

an outlet device (32) leading from the second chamber (21) for continuously conveying preheated chips to a digester (33);

a device (25, 25a, 27, 27a) for conveying white liquor to the chips preheated in the second chamber for further delignification of the chips in the digester;

a recirculation device (35, 35a, 36, 36a) in the upper part of the digester for recirculating hot liquor in the digester; and with a discharge device (36b) for directing a portion of the recirculating hot liquor into the high-temperature liquor tank (22);

a first recirculation device (52, 54, 56) in the lower part of the digester for recirculating liquor in the lower part, comprising a device (50) for adding washer filtrate to the recirculating liquor; and a second recirculation device (60, 62, 64) in the lower part of the digester, comprising an extraction device (66, 68) for directing liquor into the low temperature liquor tank; and a connection (80) from the digester to a pulp washer for transferring the delignified pulp.

2. A pulping device for releasing cellulose fiber material for paper pulp using cooking liquor at a high pressure and a high temperature in a continuous process, which is designed according to claim 1:

with a recirculation device (14, 15, 16) for the first chamber for receiving low-temperature liquor from the low-temperature tank (13) and for recirculating the liquor through the chips in the first chamber (10) in countercurrent to the continuous movement of the chips through the first chamber (10).

3. A pulping device for releasing cellulose fiber material for paper pulp using cooking liquor at a high pressure and a high temperature in a continuous process, which is designed according to claim 1:

with a recirculation device (23, 24, 24a) for the second chamber (21) which is connected to receive liquor from the high-temperature tank (22) for recirculating the high-temperature liquor through the second tank (21) in countercurrent to the continuous movement of the Schnitzel to increase the temperature of the schnitzel in it.

4. A pulping device for releasing cellulose fiber material for paper pulp using cooking liquor at a high pressure and a high temperature in a continuous process, which is designed according to claim 1:

with a white liquor recirculation device (34, 34a, 34b, 38, 38a, 39) connected to the digester (33) for recirculating the white liquor in countercurrent to the chip movement during the digestion process.

5. A pulping device for releasing cellulose fiber material for paper pulp using cooking liquor at a high pressure and a high temperature in a continuous process, which is designed according to claim 1:

with a heat exchanger (28) connected to the high-temperature liquor tank (22) and to the white liquor container (27) to increase the temperature of the white liquor using the thermal energy in the liquor in the high-temperature liquor tank (22).

6. A pulping device for releasing cellulose fiber material for paper pulp using cooking liquor at a high pressure and a high temperature in a continuous process, which is designed according to claim 1:

with a lye discharge line (17) connected to the first chamber (10) for discharging the low-temperature lye.

7. Continuous pulping process for treating chipped wood, comprising the steps:

conveying wood chips into a first chamber (10);

continuously moving the chips through this chamber (10);

Passing a black liquor at moderate temperatures in the first chamber (10) to heat the chips and recycle residual chemicals;

continuously conveying the preheated and chemically preconditioned chips and the moderate temperature lye into a second chamber (21) with a higher temperature and higher pressure;

Displacement of moderate temperature black liquor with hot black liquor;

Passing the hot black liquor through the chips in the second chamber (21) to further increase the temperature of the chips and to further recycle residual chemicals;

Conveying white liquor to the hot chips to displace the hot black liquor;

Transporting the chips in a continuous stream to a digester (33);

moving the chips through the digester (33) at a speed, temperature and pressure to achieve the desired delignification while the chips are in the digester (33);

Recirculating hot black liquor in the digester and discharging a portion thereof for further use in the second chamber (21);

Displacing lye from the digested pulp using a lye of lower temperature and conveying the lye into the first chamber (10);

separately collecting moderate temperature liquor and high temperature liquor displaced in the process and discharged during the liquor circulation steps; and

Removing pulp from the pulper (33) after it has been exposed to the white liquor for a predetermined time.

8. Process for treating cellulosic wood chips in a continuous pulping process at high pressure and high temperature for the release of pulp according to the steps of claim 7: including conveying the digested pulp into a washer and using the wash liquor as the low temperature liquid.

9. A method for treating cellulosic wood chips in a continuous pulping process at high pressure and high temperature for the release of pulp according to the steps of claim 7:

including recirculating the black liquor in the first chamber (10) over a predetermined time to preheat and chemically precondition the chips.

10. A method for treating cellulosic wood chips in a continuous pulping process at high pressure and high temperature for the release of pulp according to the steps of claim 7:

including using the hot black liquor to preheat the white liquor.

11. A method for treating cellulosic wood chips in a continuous pulping process at high pressure and high temperature for the release of pulp according to the steps of claim 7:

including the removal of the black liquor from the first chamber (10) for post-processing of the liquor.

12. A method for treating cellulose wood chips in a continuous pulping process at high pressure and high temperature for the release of pulp according to the steps of claim 7:

including the circulation of the hot black liquor in the second chamber (21).